开发
节能减排和低
环境负荷水泥生产技术是今后水泥工业发展的主要目标，符合国家节能减排政策。粉磨电耗占整个水泥生产需要总耗能的60％～70 0A。在水泥粉磨过程中掺入助磨剂能显著提高粉磨效率、降低粉磨电耗，并由此降低水泥生产的电耗，减少热电生产过程中的用煤量及C02、SOs等造成温室效应和酸雨的有害气体排放，减少环境
污染，实现水泥工业生产的低环境负荷，具有投资少、见效快的特点。
关于
水泥助磨剂的研究报道很多，投入实际生产应用的助磨剂品种也繁多。本文对水泥助磨剂的类别、组成和现状进行了总结，对助磨剂研究应用中存在的问题进行了分析，在此基础上提出了助磨剂今后的发展方向。
1、水泥助磨剂的作用机理、分类和组成
1．1水泥助磨剂的作用机理
对于助磨剂的作用机理，尽管国内外都进行了大量的研究，但是由于其作用的复杂性，对其研究得出的结论不一，主要存在以下几种观点。
Rehbinder提出的强度削弱理论从宏观上说明了助磨剂的作用机理，认为助磨剂吸附在物料表面后降低了物料的表面能或者引起了近表面层晶格的位置迁移，产生了点或线的缺陷，降低了颗粒的强度和硬度，提高了物料的易磨性，使物料粉碎更易进行，从而有利于提高粉磨效率。1937年斯维克(Swekal)的工作证实了Rehbin的见解。
Mardulier提出的颗粒分散理论[5]从价键的断释了助磨剂的作用机理，认为物料在粉磨时受到外力作用，颗粒断裂时引起的化学键断裂主要是Si_0共价键和Ca-O离子键的断裂。断开的价键产生大量的静电荷，使物料粘附在磨体衬板、隔仓板和研磨体上或者由于电荷相互间的吸引而团聚成大颗粒。加入助磨剂可以饱和断开的价键，消除或减弱粘附、积聚的趋势，使物料分散，从而有利于粉磨的进行。
材料断裂机理从物理断裂力学角度来说明助磨剂的作用机理，认为裂纹的存在并扩展导致了材料的断裂。在裂纹尖端处呈现局部的应力集中，当拉应力超过分子间的引力时裂纹扩展，产生新生表面，使表面自由能增加。加入助磨剂后，助磨剂分子吸附在新生表面上能降低新生表面自由能，平衡裂纹表面的剩余价键及电荷，防止新生裂纹的重新愈合，促进裂纹的扩展，最终达到粉碎的目的。
朱宪伯等提出的薄膜假说认为助磨剂在被磨细的细颗粒表面形成了单分子吸附薄膜，从而减少了细颗粒间的聚结以及细颗粒与研磨体和衬板间的黏糊，提高了粉磨效率。
此外，还有许多学者研究了助磨剂的作用机理，也提出了各自的观点。有人认为物料能否形成广泛的微裂纹网格决定了助磨剂使用效果的好坏；也有人认为粉磨过程中物料的集聚分为2个阶段：松散的集聚阶段和类似金属焊接一样的集聚阶段。助磨剂主要在第一阶段起作用，应尽量避免第二阶段集聚的出现。
对助磨剂作用机理的研究虽然结论不一，但相互间并不矛盾，不同的理论适用于粉磨的不同阶段。Teoreanu等认为Rehbinder效应在粉磨的初始阶段和降低黏附的第二阶段起着特殊作用。Mardulier颗粒分散理论适用于物料碾磨阶段，材料断裂机理适宜物料的破碎阶段。
1．2水泥助磨剂的分类
助磨剂按照使用时的物理状态可以分为固体助磨剂、液体助磨剂和气体助磨剂；按其分子活性可分为极性助磨剂、非极性助磨剂和极性一非极性助磨剂；按其化学成分可分为有机助磨剂、无机助磨剂和有机一无机复合助磨剂；按吸附膜不同可分为油性吸附膜助磨剂、水性吸附膜助磨剂和油水复合吸附膜助磨剂；从实用的角度看助磨剂又可分为增强型助磨剂、增产型助磨剂和既增强又增产的复合型助磨剂。这些分类相互间并不矛盾，具体选用要从具体角度出发。
1．3水泥助磨剂的组成
水泥助磨剂的有效成分通常都是一些有机物。经总结归纳，作为助磨剂用于水泥粉磨过程中的有机物主要含有的基团有：①羟基，如丙三醇、乙二醇、二乙二醇等；②氨基，如二甲基甲酰胺、醋酸胺、醇胺等；③羧基，如硬脂酸、油酸等；④磺酸基，如木质磺酸盐、FDN等。
2助磨剂的研究应用现状
由于粉磨物料的复杂多样性，单一组分助磨剂不能满足其粉磨要求，这就促进了对复合组分助磨剂的研究，目前已经取得了很多有益的成果。按照复合助磨剂中含有的基团种类分为2种基团复合助磨剂和多种基团复合助磨剂。
2．12种基团复合助磨剂
由2种有机基团复合的助磨剂中，最常见的是醇胺和磺酸盐复合。
三乙醇胺和木钙复合：用三乙醇胺、2种不同的造纸废液和还原后的无机盐类复合成AF水泥助磨剂，使磨产量提高12％以上；由TEA、木钙组成的复合助磨剂可以大幅度提高水泥细度。
多乙醇胺和FDN复合：T2F2复合(T2代表多乙醇胺质量分数为70％，F2代表FDN质量分为30％，浓度皆为35％)可提产15％～30％，节能10%以上。
三乙醇胺和改性木质素衍生物复合：采用乙醇胺与减水剂(改性木质素衍生物)复合制备出的AS助磨剂，在细度相同的情况下，可使水泥产量提高23％"-25％单位电耗降低20％。
2．2多种基团复合助磨剂
由以上可以看出，复合助磨剂能满足大部分物料粉磨的要求，对水泥粉磨有很好的助磨效果，能提高粉磨效率。助磨剂中的有效成分就是一些有机物，而有机物主要是由碳链和基团组成。以前的研究结果显示，随着碳链的增长，有机物(含有相同数目的相同基团)的助磨效果减弱啪]。由此可见，助磨剂中真正起助磨作用的就是其有效成分有机物中含有的有机基团。
提高助磨剂的适应性是促进助磨剂广泛应用的前提，也是实现助磨剂在水泥工业广泛应用必须解决的问题。根据不同粉磨系统的特点选择配制相适应的助磨剂，可以提高助磨剂的针对性和有效性，适应水泥厂生产的实际情况。由此看来，对助磨剂中有效基团作用机理进行深入研究很有必要。从基团着手，研究各有效基团在水泥粉磨过程中符合哪种作用机理，起什么作用，导出它们的作用规律，依据此规律作理论指导，根据不同的工艺选择配制相应的助磨剂，由此提高助磨剂的针对性和有效性，改善助磨剂适应性不广等问题。
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